微生物在環境工程中的應用研究

徐 娟，吳 堅，陳建紅

（1.杭州天錦環境科技咨詢發展有限公司，浙江 杭州 310014；2.衢州市生態環境局，浙江 衢州 324000；3.衢州龍環環保科技有限公司，浙江 衢州 324000）

隨著社會的發展和時代的進步，雖然促進了工業領域的進一步發展，但隨之而來的是環境污染問題愈加嚴重。無論是傳統的物理處理技術，還是化學處理技術，都無法有效抑制環境污染，更為嚴重的還會誘發二次污染。因此，為了妥善解決以上問題，相關人士對此類問題逐漸加大了研究力度，發現可以利用微生物的降解、代謝或富集，有效消除工業生產階段所產生的化合物[1]。由于微生物自身具有獨特的生物修復功能，能夠改善與優化環境，使環境得到再生。也正是由于微生物處理技術在環境污染處理中的良好效果，使得其在環境工程中得到了廣泛的應用。

1 環境工程技術

環境工程技術作為環境工程建設的重要組成部分，在實際應用階段，工作人員要深入了解環境工程的實際工作，并擬定可行性參考文件，為相關部門順利開展環境保護工作提供幫助。擬定環境工程參考文件固然重要，但其實施也不容忽視。目前，在環境問題日益突出的背景下，規范環境工程技術的應用顯得尤為重要，相關部門在具體應用階段，要由第三方部門對環境保護的落實情況進行有效監督[2]。環境工程技術本質主要是以環境保護為主。因此，在實施階段，工作人員要遵循因地制宜的原則，合理調整具體內容。簡而言之，在擬定環境工程技術規范的同時，也要確保其具備一定的可調整性，為環境保護工作的有效進行提供幫助。

如今，環境保護工作力度不斷加大，在改善環境的同時，我們也要結合實際情況，不斷完善與優化環境工程技術標準，以此來達到改善城市環境的目的。想要為環境工程建設的持續進行提供保障，還需要出臺規范的指導文件，加強材料的驗收。材料選擇、施工內容和方案設計是環境工程施工的關鍵環節和具體要求。所以應從這些建設的源頭入手，加強綠色建設的推廣和利用，有效提高污染防治效果。微生物在環境工程中可以發揮出至關重要的作用，對此需要引起相關工作者的高度重視，并結合環境工程的實際情況，充分發揮微生物的優勢，通過微生物進行水質監測、廢水處理、凈化空氣，可以達到環境保護的目的，以此保證我國生態環境的平衡[3]。

2 微生物在環境工程中的具體應用

2.1 水質監測中微生物的應用

水質監測作為環境工程項目落實的基礎，合理開展水質監測，不僅能充分掌握水資源的基本情況，還能深入分析水資源內部存在的種種威脅因素，能夠準確且全面地辨別水質是否存在問題。現階段，我國水質標準明確規定，大腸桿菌數量最低標準應為三級，也就是每升不得超出五萬。通過發酵法能夠有效檢測大腸菌群，借助大腸菌群，能夠實現對乳糖發酵產酸、產氣等特點進行檢驗，從而獲得可度量產酸。產氣量可利用化學反應公式對水質進行監測，應用與微生物相關的技術主要體現在檢測各類微生物數量方面，測定大腸桿菌就是一項重要內容，它與水質情況有著密不可分的聯系[4]。因此，工作人員需要對其具體分析，水中大腸桿菌群測定如圖1所示。

圖1 水中大腸桿菌群測定

2.2 環境監測中微生物酶的應用

借助生物酶可制作酶電極，微生物酶在應用階段的作用較為突出，不僅能深入分析環境中所有污染物質，而且也能辨別其污染程度。比如在皮狀絲孢酵母中提取的酚羥化酶，可將其控制在氧電極附近，制作而成酶電極檢驗粉，工作人員可借助微生物菌株，通過夾層方式制作微生物膜和氧電極組合而成的BOD傳感器。此類傳感器不僅所需時間短，且操作難度不大，而且也能夠實現對環境的有效檢測并加以控制。實踐證明，BOD傳感器在環境監測中的應用成效較為顯著，能夠在很大程度上提升環境監測質量[5]。

2.3 廢水處理中微生物的應用

廢水處理作為環境工程中需要高度重視的一個問題，也是微生物應用在環境工程中的重要組成部分。好氧處理與厭氧處理是微生物廢水處理中的關鍵技術，下面將對其進行分析。

2.3.1 厭氧處理技術

厭氧生物處理技術是將污水中大分子有機物，利用厭氧菌有效降低為低分子化合物，從而轉換而成二氧化碳。具體可從以下幾點入手：首先要進行水解發酵，再進一步轉化氫氣，最后轉化為甲烷。值得注意的是，厭氧接觸方式、生物膜以及升流式厭氧污泥層反應器都是厭氧處理技術的重要方式。

2.3.2 好氧處理技術

所謂好氧處理技術，主要是在含有大量氧的區域放置好氧微生物，以此來增加微生物的繁殖速度，從而達到降解有機物的作用。好氧微處理與厭氧微處理的區別在于對于厭氧微處理無法處理的有機物，好氧微生物能夠有效地對其進行氧化分解，進一步將其轉換成危害較小或者零危害的物質，從而實現凈化環境的目的。此外，活性污泥法以及生物轉盤法等方式都是好氧微生物中的常見處理方式。

值得注意的是，在實際應用階段，要以廢水處理的真實需求為基礎，合理選擇微生物類型，充分發揮其在廢水中產生的效用，徹底清除廢水中含有的有機物等污染源，從根源上降低或者避免產生隱患的概率。無論應用哪一種處理方式，都要嚴格把控具體的處理手段，加強提升其在廢水處理中的反應效果。生物膜法流程圖詳見圖2。

圖2 生物膜法流程圖

2.4 利用微生物發酵將固體垃圾轉化為肥料

針對固體垃圾的處理，可利用微生物對其進行發酵，不但能實現降解控制，而且在對其進行微生物發酵后可轉化為肥料，這也實現了二次利用。具體來講，和傳統處理方式相比，微生物發酵方式的反應效果更為明顯，不僅能妥善解決二次污染的問題，還能增加實用效益。值得注意的是，由于對固體垃圾處理工藝有著較為嚴格的要求，如果在應用傳統處理方式時存在不合理的現象，那么就會增加二次污染的概率。通過微生物對固體垃圾進行處理，再轉化成化肥，則能妥善解決上訴問題。將蛋白、固氮微生物、硝化細菌以及纖維素分解微生物等大量微生物群放置在固體垃圾中，再結合嗜熱及嗜溫細菌，能夠實現微生物繁殖速度的大幅度提升。經環境工程學相關人士的研究表明，白腐真菌能夠有效降解含苯元素污染物。

2.5 微生物在凈化廢氣中的應用

利用微生物實現廢氣凈化也尤為重要，具體可從以下幾點入手：第一、要將氣體轉化成液態，再配合相對應的微生物實現對廢氣的有效降解，其所產生的代謝物會融入在液相中，形成細胞代謝的能源，而另一部分則會變為氣體流入空氣中，要嚴格把控其存在的有害物質，充分發揮清潔效果，廢氣凈化塔如圖3所示。除此之外，經相關人士對氮氧化合物廢水的微生物凈化研究可發現，借助懸浮生長系統，馴化脫氮桿菌，再融入NO混合氣體，可以轉化為零危害的氮氣，值得注意的是，NO凈化率可高達98%左右。

圖3 廢氣凈化塔

2.6 固定化微生物技術的應用

與常規生物處理技術相比，固定化微生物技術是一項全新的技術。針對難以處理的廢氣與廢水方面的實施效果，固定化微生物技術的效果要遠遠高于常規生物處理技術。正因為固定化微生物處理技術的種種優勢，才能夠在環境工程中得以廣泛應用。現階段，在固定化生物技術對廢水進行處理階段，普遍應用的是活性污泥法與生物膜法兩種方式。一般來講，微生物遍布在菌膠團與部分固定物質上。相關研究人士為了在良好的環境下培養微生物，有效降低其損耗率，提升微生物的活性，加大了該技術的研究力度。吸附法、包埋法及結合法是目前生物吸附劑固定化的主要方式。在利用固定化微生物處理技術對廢水進行處理的過程中，不僅能避免不利環境對微生物造成的影響，還能為反應之后的固液分離提供幫助，因而可以大幅度縮短廢水處理時間[6]。除此之外，無論是固定化微生物中所包含的絮狀物質還是活性物質，都能夠將廢水中的有害物質進行吸附與凈化，實現廢水的凈化。

3 結論

隨著經濟突飛猛進的發展，有效帶動了社會工業化的進步，但隨之而來的是環境污染問題愈加嚴重。在此背景下，還需要相關部門結合實際情況，將微生物技術科學合理地應用在環境工程中。這樣，不僅能對廢水、廢氣等工業垃圾進行有效地處理，而且也能夠實時了解水質、環境污染以及大氣等實際情況，為改善城市環境提供幫助。目前，我國微生物在環境工程中的應用時間相對較短，雖然已取得階段性進展，但在某些理論的發展上仍有提升空間。與發達國家相比，我國微生物在環境工程中的應用還需要借鑒國外的先進經驗，因此，要以目前環境處理的實際情況為基礎，不斷總結經驗，逐漸加大研究力度，擬定出與我國目前情況相符的微生物環境凈化方案。如此一來，不僅能促進我國經濟的進一步發展，而且也能實現環境保護，為人與自然的和諧發展奠定基礎。